DGIST는 뉴바이올로지전공 문대원 석좌교수, 에너지공학전공 인수일 교수 공동연구팀이 산화금속 나노입자를 접합시킨 항체를 이미지화시켜 마이크로미터 이하의 공간 분해능으로 단백질을 관찰하는 ‘다중 단백질 질량분석 바이오 이미징 기술’을 개발했다고 20일 밝혔다. 바이오 이미징 기술은 세포에서 일어나는 현상을 영상으로 볼 수 있게 만드는 기술이다. 질병의 조기 진단이나 신약개발 등에 필요한 핵심 기술로써 생명공학, 물리, 화학, 기계 전자와 같은 여러 분야의 융합이 필수적이다. 현재 주로 사용되는 바이오 이미징 기술은 형광 물질을 단백질에 입혀서 관찰하는 방법인데, 광학 기술의 한계 때문에 동시에 관찰 가능한 단백질은 3~4가지 정도로 분석의 한계가 있었다. 이에 DGIST 연구팀은 SIMS 분석법(Secondary Ion Mass Spectrometry, 2차 이온 질량 분석법)을 적용해 세포막에 존재하는 여러 종류의 단백질을 관찰하는데 성공했다. SIMS 분석법은 가속 이온을 이용해 주로 반도체 제조를 위한 극미량의 불순물 분석에 활용되는 기술인데, 최근에는 바이오 이미징 기술에 적용하려는 연구가 활발하다. 하지만 가속 이온의 파괴적인 특성 때문에 지질 분자 이미징 정도만 가능했고, 단백질 이미징은 불가능해 SIMS 분석법을 통한 바이오 이미징 연구가 제한적이었다. 연구팀은 SIMS 분석법이 수십 종의 산화금속을 분석하고 이미징 할 수 있다는 데 착안했다. SIMS 분석 시 감도가 매우 높은 수십 나노미터(nm) 크기의 산화금속 나노입자를 항체에 접합시킨 후, 이 항체를 단백질(항원)과 결합시켰다. 그런 다음 SIMS 분석을 통해 단백질에 결합된 산화금속 나노입자를 300 나노미터 분해능으로 이미징 해 세포막에 존재하는 여러 종류의 단백질을 동시에 볼 수 있게 했다. 연구팀은 실제 알츠하이머 모델 실험쥐의 해마 조직에 적용해 보았고, 알츠하이머 병에 관여하는 것으로 보고된 7종의 단백질 이미지를 동시 관찰할 수 있었다. 또한 알츠하이머 병이 진전되면서 여러 단백질들의 분포가 어떻게 변화하는지 규명했다. DGIST 문대원 석좌교수는 “이번에 개발한 기술을 통해 기존 형광 분광 이미징 기술보다 이미지화 할 수 있는 단백질 분자의 수를 증가시켰으며, 금속 산화물 나노입자의 높은 SIMS 감도를 활용해 시료 손상을 최소화해 세포막에서의 단백질 상호 작용 관찰을 가능하게 했다”며 “여러 단백질이 관여하는 복잡한 질병 기전 연구에 기여할 새로운 바이오 이미징 기술이 될 것이다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제과학저널 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’에 지난 15일자 표지논문으로 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

■ 전남 장성군 ◇ 4급 승진 △ 경제건설국장 박홍수 ◇ 5급 승진 △ 환경위생과장 안보현 ■ 행정안전부 ◇ 국장급 승진 △ 지방자치인재개발원 기획부장 노홍석 ◇ 과장급 전보 △혁신행정담당관 박형배 △ 지역균형발전과장 조성환 △ 홍보담당관 유득원 △ 지역사회혁신정책과장 신용식 △공무원단체과장 김상광 △ 재난안전담당관 김민형 ■ 한국기계연구원 ◇ 부원장 △ 부원장 송준엽 ◇ 본부장 △ 연구기획조정본부장 정준호 △ 첨단생산장비연구본부장(직대) 오정석 △ 나노융합기계연구본부장(직대) 유영은 ■ 미래에셋대우 ◇ 신임 △ 준법감시인 최춘구

■한국기계연구원 ◇부원장△부원장 송준엽◇본부장△연구기획조정본부장 정준호△첨단생산장비연구본부장(직대) 오정석△나노융합기계연구본부장(직대) 유영은 ■충남 보령시 ◇5급 전보△주민생활지원과장 임선배◇5급 승진△주산면장(직무대리) 김영두 ■미래에셋대우 ◇신임△준법감시인 최춘구

산호초는 전 세계 바다 면적의 0.1% 미만에 불과하지만, 지금까지 보고된 해양 생물 종의 25%가 산호초에서 보고되었을 만큼 생물 다양성이 높다. 작은 동물인 산호가 모여 만든 거대한 해저 구조물인 산호초는 해양 생태계에서 가장 중요한 장소라고 해도 과언이 아니다. 하지만 지구 온난화 및 해양 산성화, 해양 오염, 남획으로 인해 산호초의 미래는 매우 어둡다. 서식 환경이 급격히 나빠진 산호가 공생 조류를 내보내면서 하얗게 변하는 백화 현상이 전 세계 산호초에서 목격되고 있으며 이로 인해 수많은 산호초가 사라질 위기에 처해 있다. 과학자들은 산호초를 보호하기 위해 산호를 양식하거나 혹은 다른 장소에서 건강한 산호를 이식하는 방법을 시도하고 있다. 이에 더해 케임브리지 대학과 캘리포니아 대학의 연구팀은 바이오 프린터를 이용해 인공적으로 산호를 빠르게 키우는 방법을 연구했다. 산호초 보호에서 가장 큰 문제점은 산호가 죽는 데는 오랜 시간이 걸리지 않지만, 작은 산호가 자라서 우리가 흔히 보는 큰 산호로 자라는 데 오랜 시간이 걸린다는 것이다. 연구팀은 최근 의료용으로 크게 주목받고 있는 바이오 프린터가 대안이 될 수 있다고 보고 연구를 진행했다. 일반적인 의료용 바이오 프린터는 사람 줄기세포와 생체적합 물질을 포함한 바이오 잉크를 이용해서 인체 조직이나 장기와 유사한 3차원 구조물을 출력해 사람에게 이식하는 것이 목표다. 연구팀의 목표는 바이오 프린터를 이용해 산호가 자랄 수 있는 유사 골격을 만든 후 여기에서 산호를 빠르게 자라게 만드는 것이다. 골격 물질은 PEGDA라는 생체적합 폴리머에 셀룰로스 나노크리스탈을 혼합해 출력하고 산호는 GelMA라는 젤라틴 하이드로겔 폴리머에 혼합해 출력한다. 그리고 바이오 프린터 출력물 내부의 산호가 빠르게 자랄 수 있도록 공생 조류를 넣어준다. 연구 결과는 기대 이상이었다. 연구팀은 자연 상태의 산호와 비교해서 바이오 프린터 산호가 매우 빠른 속도로 자란다는 사실을 확인했다. 특히 마리니클로렐라 카이스티애 (Marinichlorella kaistiae)라는 공생 조류를 넣어줄 경우 자연 상태보다 최대 100배 정도 빠른 성장 속도를 보였다. 연구팀은 이 연구 결과가 산호초 복구는 물론 바이오 연료 개발에도 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 하지만 아무리 뛰어난 기술로 산호초를 복원한다고 해도 근본적인 문제를 해결하지 않으면 다시 파괴되는 것은 시간문제다. 지구 온난화와 해양 오염이라는 근본 문제 해결에 노력하면서 이런 신기술이 같이 접목돼야 위기에 처한 산호초를 구할 수 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

경북대 연구진이 소량의 혈액으로 대장암을 간단?신속하게 진단할 수 있는 새로운 분석방법을 개발했다. 경북대 화학과 이혜진 교수와 이상혁 박사과정생, 한국과학기술연구원 이지은 책임연구원이 이끄는 연구팀이 대장암 진단 바이오마커로 알려진 단백질 ‘hnRNP A1’의 혈액 내 존재 양을 간단하게 측정해 대장암 유무를 진단하는 분석방법을 개발했다. 이 연구 결과는 분석화학분야 최고 권위 국제학술지인 ‘바이오센서 및 바이오일렉트로닉스’ 15일자에 게재됐다. 현재 대장암 진단 검진 방법인 MRI, CT, 대장내시경 등은 유용성에도 불구하고 진료비가 고가이며, 진단 과정이 번거롭고 오래 걸리는 단점이 있다. 이로 인해 증상이 거의 나타나지 않는 대장암 초기에 검진시기를 놓쳐 암이 상당히 진행된 뒤에 발견되는 경우가 많다. 이혜진 교수팀은 혈액 시료 안에 존재하는 ‘hnRNP A1’을 선택적으로 민감하게 분석할 수 있는 샌드위치 형태의 진단 플랫폼을 개발했다. ‘hnRNP A1’은 대장암 질환 및 치료 반응을 예측할 수 있는 바이오마커(생물학적 지표)로 알려져 있지만, 검출 방법은 ‘효소결합 면역흡착검사 키트’를 제외하고 거의 없다. 이 교수팀은 ‘hnRNP A1’과 특이적으로 강하게 결합하는 한쌍의 바이오리셉터(DNA 압타머*와 hnRNP A1 항체)를 고안해 타겟물질인 ‘hnRNP A1’과 샌드위치 형태를 형성하도록 유도하고, 타겟물질의 농도 등을 측정하는 SPR(표면 플라즈몬 공명) 바이오센서와 접목해 ‘hnRNP A1’을 정량적으로 분석했다. 이를 대장암 환자 혈액 시료와 대조군으로 정상인 혈액 시료에 적용해 ‘hnRNP A1’의 측정량과 대장암 유무 상관관계를 규명했다. 현재 시판 중인 ‘hnRNP A1 효소결합 면역흡착검사 키트’와 비교했을 때 혈액 시료의 희석 없이 약 2~3배 정도 더 넓은 검출 농도 범위를 가지는 것도 확인했다. 이혜진 교수는 “나노바이오 및 다양한 화학기술을 융합한 새로운 플랫폼의 진단 기술 개발로, 대장암의 조기 진단 현실화 가능성을 제시했다. 진단키트화하여 대장암 뿐만 아니라 난치성 암에 적용한다면 암 발생률을 획기적으로 낮출 수 있을 것으로 예상된다”라며 “향후 4대 중증 질환 중 하나인 뇌혈관 질환 조기 진단에 활용 가능한 플랫폼으로 확대할 계획이다”라고 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 KIST 기관고유사업의 지원을 받아 수행했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

미국 과학자들이 피부세포로 시각세포를 만들어 앞을 보지 못하는 생쥐들에게 이식해 사물을 인지할 수 있게 하는데 성공했다. 미국 노스텍사스대 의대 시각연구소, 국립보건원(NIH) 산하 국립안(眼)연구소, 노스캐롤라이나 채플힐대 의대 안과, 바이오기업인 나노스코프 테크놀로지, 아이CRO, CIRC테라퓨틱스 공동연구팀은 피부줄기세포로 알려진 섬유아세포를 화학적으로 재구성해 시력과 관련된 광(光)수용체 세포를 만들 수 있다는 것을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 노인성 황반변성, 당뇨망막병증 같은 다양한 망막질환은 빛을 감지하는 광수용체 세포가 사라지면서 회복시킬 수 없기 때문에 심할 경우는 시력을 잃을 수 있다. 이 때문에 광수용체를 재생시키는 방법을 찾는 것은 과학계의 중요한 과제 중 하나였다. 그동안 광수용체 재생을 위해 사용한 방법은 피부나 혈액세포를 이용해 줄기세포를 만든 다음 줄기세포를 광수용체로 분화되도록 유도해 이식하는 것이었다. 그런데 연구팀은 줄기세포를 만들어 분화를 유도하는 과정을 건너 뛰고 섬유아세포를 직접 광수용체 중 막대세포로 재프로그래밍한 것이다. 생물학에서 재프로그래밍 또는 리프로그래밍(reprogramming)은 특정 세포를 완전히 새로운 종류의 세포로 바꾸는 것으로 체세포 핵을 치환하거나 유도만능줄기세포(iPS), 세포융합 방법으로 만든다. 유도만능줄기세포는 성인의 세포를 이용해 모든 종류의 세포나 조직으로 분화시킬 수 있지만 이식 준비가 되기까지는 6개월이나 걸린다. 그렇지만 이번에 개발한 재프로그래밍 기술을 활용하면 피부세포를 10일 만에 이식 가능한 광수용체로 만들 수 있다. 광수용체는 막대세포와 원뿔세포 두 종류로 나뉘는데 더 많은 것이 막대세포이다. 막대세포는 빛에 민감해 어두운 곳에서 빛을 인식하는 구실을 하고 망막 주변부에 더 많이 분포한다. 막대세포가 손상되면 빛이 적은 어두운 곳에서는 아예 앞이 보이지 않는 야맹증이 나타나게 된다. 연구팀은 생쥐의 섬유아세포를 유도 광수용체 막대세포(CiPCs)로 전환시킬 수 있는 5종류의 화합물을 만들었다. 연구팀은 이들 화합물을 이용해 만든 CiPCs를 분석한 결과 실제 광수용체 막대세포와 유사하다는 것을 확인했다.연구팀은 망막변성이 일어나 시력을 거의 잃은 14마리의 생쥐의 눈에 CiPCs를 이식한 뒤 빛에 대한 동공반사와 시력을 조사했다. 그 결과 3~4주 뒤 6마리의 생쥐에게서 빛이 약한 환경에서도 동공반응이 개선됐음을 확인했다. 또 시각기능 회복 여부를 알아보기 위해 회피시험을 실시했다. 그 결과 장애물도 쉽게 피하는 것을 확인했다. 또 이식 3개월 뒤에는 광수용체들이 망막 안쪽 뉴런과 시냅스 연결이 된 것도 관찰됐다. 화학적 리프로그래밍으로 만들어 낸 세포가 실제 시각 회복에 도움이 됐다는 것을 보여준 것이다. 사이 샤발라 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “이번 연구는 직접적이고 화학적인 재프로그래밍을 통해 망막과 같은 세포를 만들어 낼 수 있음을 보여주는 첫 번째 성과”라며 “이번 기술을 활용하면 중간 단계를 거치지 않기 때문에 세포치료제를 개발하는데 걸리는 시간을 상당히 단축시킬 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수 연구팀이 인체 내 치료가 필요한 부위에 정확하고 안정적으로 약물 전달이 가능한 바늘형 마이크로로봇을 개발했다. DGIST는 이번 연구 성과는 기존의 마이크로로봇 약물전달기능 및 제어방식을 획기적으로 개선해 다양한 정밀의학기술에 적용 가능할 것으로 기대된다고 13일 밝혔다. 현재 인체 내 조직 치료 중 약물치료는 가장 일반적인 치료방법으로 쓰이는데, 약물은 신체의 순환기능에 의해서만 전달되기에 목표하는 부위에만 필요한 양의 약물을 정확히 전달이 어려워 상당한 부작용이 발생한다. 이러한 한계를 극복하고자 몸 속을 자유롭게 돌아다니며 목표하는 체내 조직의 정밀 치료가 가능한 마이크로 의료로봇 연구가 최근 각광받고 있다. 이에 최 교수 연구팀이 세계 최초로 바늘형 마이크로로봇은 3차원 레이저 리소그라피 3D 공정을 통한 나노-마이크로 스케일로 제작됐으며, 금속박막 증착기술을 이용해 자성물질(Nickel, Ni)과 생체적합물질(Titanium oxide, TiO2)을 증착했다. 더불어, 생체적합물질로 사용된 TiO2는 화학적인 방식으로 항암제(Paclitaxel, PTX) 탑재 능력을 향상시켰다. 연구팀은 체외 약물 테스트 플랫폼에서 실험을 통해 기존의 마이크로로봇의 제어 기능을 한 차원 개선시켰다. 특히 이번에 개발한 바늘형 마이크로로봇은 목표지점으로 정확한 이동이 가능하며, 제어 시간 또한 획기적으로 줄였다. 또한 특정 치료 부위에 로봇을 고정시키기 때문에 외부의 지속적인 자기장 에너지 공급이나 제어가 불필요하며, 실제 인체 내부와 같이 특정 유체 흐름이 있는 환경에서 기존보다 유체 저항을 최대 6배 더 견디면서 안정적으로 약물을 전달할 수 있는 것이 장점이다. 연구팀은 또한 바늘형 마이크로로봇을 체외에서 배양한 암 종양 조직에 적용해 보았는데 암 종양에 고정되기 전, 후의 성능 테스트에서 유의미한 결과를 확인했으며, 항암제 약물방출을 통한 치료적인 효능도 추가로 증명했다. 최홍수 교수는 “이번 연구결과를 통해 기존의 마이크로로봇의 기능을 더욱 개선시켜 약물전달 효율을 높이고 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대한다”며 “앞으로도 더욱 향상된 마이크로로봇을 지속적으로 개발하여 장기적으로 동물실험과 관련 병원 및 기업과 후속 연구를 진행해 실제 의료 현장에서 활용될 수 있는 마이크로로봇 기반 정밀치료 시스템을 개발하는데 노력하겠다”고 말했다. 이번 연구는 DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수가 교신저자로, DGIST 이승민 박사가 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 세계적인 국제과학학술지인 ‘Advanced Healthcare Materials’에 지난 8일 표지논문으로 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 DGIST의 지원으로 수행됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

국내 연구진이 산성환경에서만 커지는 나노물질을 개발해 암세포만 선택적으로 터트려 없애는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 공동연구팀은 표면에 전하를 띄는 리간드가 결합된 금속 나노입자를 이용해 암세포만 선택적으로 파괴할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’에 실렸다. 여러 형태의 암치료법이 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 외과수술과 화학적 요법이다. 화학 항암요법은 암세포만이 아니라 정상세포도 동시에 공격하는 부작용이 있다. 연구팀은 암세포에서만 커지는 나노입자를 이용해 암세포만 공격하는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발한 나노입자는 세포 소기관인 리소좀 내부로 침투할 수 있도록 설계됐으며 암세포에서만 커지도록 해 세포를 죽이도록 했다.연구팀은 암세포 주변 환경이 산성이라는 점에 착안해 암세포 속 리소좀으로 흡수된 다음 리소좀을 파괴하고 세포 사멸까지 이어지도록 한 것이다. 암세포는 산성을 띠어 나노입자가 잘 뭉치는데다가 기능이 비정상이라 크게 자란 나노입자를 밖으로 배출하기 힘들어 사멸하게 된다. 연구팀은 금나노입자 표면에 각각 양전자와 음전하를 띠는 꼬리모양 물질인 리간드를 8대 2의 비율로 붙였다. 연구팀은 정상세포와 암세포를 대상으로 세포실험을 실시해 ‘암시야 현미경’으로 관찰한 결과 암세포만 선택적으로 사멸시키는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 바르토슈 그쥐보프스키 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포가 고장난 정상세포라는 특성을 역으로 활용해 암세포를 죽일 수 있었다는데 의미가 있다”라며 “동물실험을 진행해 항암치료제로 가능성을 추가로 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전남대학교가 방사선을 이용하지 않고 몸 속 깊숙한 곳의 장기들을 진찰할 수 있는 ‘광음향 융합영상 진단법’을 개발했다. 10일 전남대에 따르면 핵의학교실 이창호 교수와 고분자융합소재공학부 김형우 교수가 공동연구로 장파장 빛(1064㎚)에 대한 강한 흡수도를 가진 니켈 기반의 나노입자 조영제를 이용해 심부조직의 고해상도 영상화가 가능한 광음향 융합영상기술을 개발했다. 광음향 영상은 빛을 인체에 쏘이면 인체조직이 순간적으로 열팽창을 하면서 음파(광음향) 신호를 발생시키는데, 이를 초음파 센서로 감지해 영상화한 것이다. 공동연구팀은 빛의 파장이 길어질수록 생체투과도가 높되 세포손상은 적다는 점에 착안, 장파장레이저의 사용과 이를 흡수할 수 있는 조영제 개발에 나서 이같은 성과를 거뒀다. 이 기술은 생체 적합성 검증을 거쳤고, 쥐의 림프노드, 위장관, 방광에 나노입자를 주입해 최대 3.4㎝ 깊이에서 광음향 영상을 얻어내는 실증까지 마쳤다. 기존 기술들은 대개 단파장 레이저를 사용해 피부 아래 수㎜의 연부조직만 관찰할 수 있고, 광음향 조영제 또한 단파장 빛(650~900㎚)을 인체 깊숙이 전달하지 못하는 한계를 지녀왔다. 연구팀은 “이 기술은 방사성물질을 필요로 하는 CT 등과 달리 피폭의 위험을 피하면서 비침습적으로 몸 속 깊숙한 곳의 장기와 질병을 관찰하고, 시각화할 수 있다”며 “1064㎚ 파장의 레이저도 비교적 가격이 저렴하고 일반 상용 초음파장비와 함께 사용할 수 있기 때문에 이른 시일 안에 임상적용이 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 한국연구재단 파이오니어사업의 지원을 받아 수행된 이 연구에는 김철홍 교수(포항공대)도 동참했다. 연구성과는 분자영상 진단·치료법 분야 국제학술지인 ‘테라노스틱스(Theranostics, 영향력지수 8.063)’에 올해 3월호에 게재되고, 후면 표지논문으로 선정됐다. 광주 최치봉 기자 cbchoi@seoul.co.kr

진단 기술·치료제 개발에 기여할 듯국내 연구진이 코로나19 바이러스의 모든 것을 보여주는 고해상도 유전자지도를 완성하고 지금까지 알려지지 않은 RNA를 다수 발견했다. 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 석좌교수) 단장은 질병관리본부와 함께 코로나19 원인 바이러스인 ‘사스 코로나바이러스 2’(SARS-CoV-2)를 자세히 파악할 수 있는 고해상도 유전자지도를 완성하고 권위 있는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 9일 자에 발표했다. 기존에도 코로나19 바이러스의 유전체 정보를 밝혀내는 연구들은 있었지만 유전체의 위치를 대략적으로 파악하는 수준에 머물렀다. 그러나 연구팀은 질병관리본부에서 불활성화된 코로나19 바이러스를 분양받아 ‘나노포어 직접RNA시퀀싱’, ‘나노볼 DNA시퀀싱’이라는 차세대 염기서열분석법을 활용해 숙주세포에 침투해 형성된 코로나바이러스 RNA전사체 전체를 분석했다. 분석 결과 연구팀은 지금까지는 알려지지 않은 수십 종의 RNA와 41곳의 RNA 변형을 발견하고 유전자들의 위치도 정확히 찾아냈다. 기존에는 하위유전체RNA가 10개가 있다고 알려져 있었지만 연구팀은 하위유전체RNA는 9개만 있다는 것을 확인하는 등 오류를 잡아내기도 했다. 동시에 세포 내에서 융합과 삭제 등 다양한 형태의 유전자 재조합이 발생하고 RNA 수준에서 화학적 변화가 많이 발생한다는 사실도 규명했다. 김 단장은 “이번 연구결과는 코로나바이러스에 대한 자세하고 세밀한 정보를 제시함으로써 코로나바이러스 증식 원리를 이해하고 진단용 유전자증폭기술(PCR) 개선을 포함해 새로운 치료전략 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　국내 연구진이 코로나19 바이러스의 모든 것을 보여주는 고해상도 유전자지도를 완성하고 지금까지 알려지지 않은 RNA를 다수 발견했다. 　기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 석좌교수) 단장은 질병관리본부와 함께 코로나19 원인 바이러스인 ‘사스 코로나바이러스 2’(SARS-CoV-2)를 자세히 파악할 수 있는 고해상도 유전자지도를 완성하고 권위 있는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 9일 자에 발표했다. 　기존에도 코로나19 바이러스의 유전체 정보를 밝혀내는 연구들은 있었지만 유전체의 위치를 대략적으로 파악하는 수준에 머물렀다. 　그러나 연구팀은 질병관리본부에서 불활성화된 코로나19 바이러스를 분양받아 ‘나노포어 직접RNA시퀀싱’, ‘나노볼 DNA시퀀싱’이라는 차세대 염기서열분석법을 활용해 숙주세포에 침투해 형성된 코로나바이러스 RNA전사체 전체를 분석했다. 　분석 결과 연구팀은 지금까지는 알려지지 않은 수십 종의 RNA와 41곳의 RNA 변형을 발견하고 유전자들의 위치도 정확히 찾아냈다. 기존에는 하위유전체RNA가 10개가 있다고 알려져 있었지만 연구팀은 하위유전체RNA는 9개만 있다는 것을 확인하는 등 오류를 잡아내기도 했다. 동시에 세포 내에서 융합과 삭제 등 다양한 형태의 유전자 재조합이 발생하고 RNA 수준에서 화학적 변화가 많이 발생한다는 사실도 규명했다. 　김 단장은 “이번 연구결과는 코로나바이러스에 대한 자세하고 세밀한 정보를 제시함으로써 코로나바이러스 증식 원리를 이해하고 진단용 유전자증폭기술(PCR) 개선을 포함해 새로운 치료전략 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

맛있는 빵과 맥주, 와인을 만들기 위해서는 빵을 풍선처럼 부풀리고 맥주와 와인을 발효시키는 과정이 필요하다. 이를 위해 반드시 필요한 것이 바로 미생물인 ‘효모’. 국내 연구진이 맥주나 빵, 포도주를 만들고 난 뒤 버려지는 효모를 이용해 미래 청정에너지 수소를 쉽게 만들어 내는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 화학과 김광수(국가과학자) 교수팀은 버려진 폐효모에 나노물질을 씌워 물을 수소와 산소로 전기분해할 수 있는 저렴한 촉매물질을 합성하는데 성공했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’ 최신호(7일자)에 실렸다. 현재 가장 깨끗한 에너지 공급원으로 주목받고 있는 수소는 물을 전기분해해 얻는다. 문제는 물 분자 속 수소와 산소는 아주 강하게 결합해 있기 때문에 이를 끊기 위해서는 플레티넘으로 더 잘 알려져 있는 백금(Pt)이나 이리듐 같은 촉매를 이용해야 한다. 문제는 이들 촉매 원료는 가격이 비싸고 반복적으로 사용하기 어렵다는 것이다.연구팀은 생명체인 효모는 빵이나 알콜 음료를 만든 뒤에도 전기 전도도를 높일 수 있는 탄소, 인, 황, 질소 같은 물질이 풍부하고 다른 물질을 붙잡을 수 있는 작용기가 여전히 남아있어 금속입자를 고정시키는 등 촉매의 역할을 할 수 있을 것이라는데 주목했다. 연구팀은 효모에 루테늄 금속 나노입자와 루테늄 단원자를 입혀 수소를 만드는 음극용 촉매를 만들었고 효모에 자철광을 입혀 산소를 만드는 양극용 촉매를 만들었다. 특히 수소를 만드는 음극 촉매는 기존 백금촉매보다 더 뛰어난 성능을 보였다. 연구팀은 효모 촉매를 이용해 물의 전기분해를 실시했는데 건전지 수준의 에너지만으로도 충분하다는 것을 확인했다. 더군다나 전기에너지 공급 없이 태양광을 비춰주는 것만으로도 물을 산소와 수소로 분해하는 것이 가능하다고 연구팀은 설명했다.김광수 교수는 “이번 연구는 친환경적이고 저렴한 폐효모를 이용해 바이오매스의 새로운 활용법을 제시했을 뿐만 아니라 이를 활용해 수소에너지를 손쉽게 얻을 수 있게 됐다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 냉장, 냉동보관된 식품의 변질 여부를 한눈에 파악할 수 있도록 하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 바이오화학연구센터 오동엽, 박제영, 황성연, 최세진 박사로 구성된 연구팀은 냉장, 냉동보관 상태로 배송된 어류, 육류, 청과물 등 식재료의 변질 여부를 한눈에 파악할 수 있는 ‘콜드체인(저온유통) 안심 스티커’를 개발했다고 7일 밝혔다. 10도 이상 상온에 노출된 냉장 식품이나 녹았다가 다시 얼린 냉동 식품은 세균이 증식해 변질되기 쉽지만 육안으로 변질 여부를 파악하기는 어렵다. 일부 세균은 상해도 식품의 맛과 냄새에 영향을 주지 않아 잘못 섭취할 가능성도 높다. 연구팀은 상온에 노출되면 투명해지는 나노섬유 필름을 일반 필름에 함께 붙이는 방법으로 ‘저온유통 안심 스티커’를 만들었다. 저온상태의 나노섬유 필름은 빛을 산란시켜 불투명하지만 상온에 일정시간 노출될 경우 나노섬유 구조가 붕괴되면서 빛이 투과해 투명해진다. 이 원리로 뒷면의 일반 필름이미지가 나타나면 식품이 상온 노출된 것임을 알수 있다. 연구팀은 식료품에 따라 부패시간이 다른 점에 착안해 30분에서 최장 24시간까지 상온 노출 시간에 따라 나노섬유 필름의 투명도가 달라지도록 만들어 정확한 상온 노출시간을 알 수 있게 했다. 최세진 박사는 “이번에 개발한 스티커는 얇고 유연해 가위로 쉽게 잘라서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 제작비용도 개당 10원꼴로 저렴하다는 장점이 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

강원도 춘천시가 첨단 과학기술 초정밀 연구시설인 ‘방사광가속기’ 구축에 시동을 걸었다. 강원도와 춘천시는 7일 강원도청 본관 회의실에서 ‘다목적 방사광가속기 구축’ 협력을 위한 업무 협약을 맺었다. 방사광가속기는 전자를 빛의 속도로 가속해 발생하는 X-선을 이용하는 것으로 사람의 눈으로는 볼 수 없는 물질의 기본 입자를 분석하고 관찰하는 초정밀 대형 연구 시설이다. 이를 통해 비아그라, 타미플루와 같은 신약 개발 등 의학 분야에 큰 성과를 나타냈다. 또 에너지, 반도체, 자동차와 같은 산업기술의 발전에도 크게 기여할 것으로 기대 된다. 특히 반도체 분야에서 10나노 이하의 미세공정을 위해 필수적인 극자외선(EUV) 노광기술 장비는 현재 네덜란드 ASML사가 전 세계적으로 독점하고 있으나 4세대 방사광가속기를 통해 극자외선 광원개발도 가능하다. 2028년 운영을 목표로 2022년부터 6년간 1조원대의 사업비가 투자 되는 이번 사업은 반도체, 바이오, 에너지 등 첨단산업과 과학기술 분야의 기초 원천연구를 지원하게 된다. 신규 다목적 방사광가속기가 구축되면 국내 반도체 산업은 물론 소재·부품·장비 부문에도 큰 지각변동을 일으킬 전망이다. 수도권과 40분대 출퇴근이 가능한 춘천에 방사광가속기가 유치되면 이용자의 절반에 가까운 수도권 소재 산업계의 이용 환경을 크게 개선시킬 것으로 기대된다. 이번 업무협약으로 강원도는 다목적 방사광가속기 구축사업이 성공적으로 이뤄질 수 있도록 행정 지원과 대내·외 활동, 산업화 지원 협력 등을 비롯한 현안 사항에 적극 협력할 방침이다. 최문순 강원도지사는 “방사광가속기 구축 사업은 국가 과학기술의 도약과 미래 성장동력을 창출해 국가 경쟁력을 높일 수 있는 절호의 기회”라며 “모든 역량을 모아 춘천에 이 사업을 유치할 수 있도록 총력을 기울이겠다”고 말했다. 춘천 조한종 기자 bell21@seoul.co.kr

코로나19 때문에 외식보다는 집에서 식사를 만들어 먹는 이들이 늘어나고 있다. 이 때문에 외식 업계 매출은 줄지만 식재료 생산업체나 이를 주문자의 문 앞 까지 배달해주는 배송업체들의 매출은 늘고 있다는 이야기도 나오고 있다. 소비자들은 식재료를 주문하면서도 냉장, 냉동 식품들의 신선도에 대해 걱정하기 마련이다. 국내 연구진이 냉장, 냉동보관된 식품의 변질 여부를 한 눈에 파악할 수 있도록 하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 바이오화학연구센터 연구팀은 냉장, 냉동보관 상태로 배송받은 어류, 육류, 청과물 등 식품의 변질여부를 한 눈에 파악할 수 있는 ‘콜드체인(저온유통) 안심 스티커’를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’에 실렸다. 냉장 보관 식품은 10도 이상의 상온에 노출되면 세균이 증식하기 시작하는데 육안으로 변질 여부를 파악하기는 어렵다. 냉동 식품 역시 녹았다가 다시 얼릴 경우 외관상 차이는 없다. 냉장, 냉동식품이 상온에 노출될 경우 생기는 일부 세균은 식품의 맛과 향에 영향을 주지 않기 때문에 잘못 섭취할 경우 식중독이나 햄버거병이라고 불리는 용혈성요독증후군 등에 걸릴 수 있다.연구팀은 상온에 노출되면 투명해지는 나노섬유 필름을 일반 필름과 붙이는 비교적 간단한 방법으로 ‘저온유통 안심 스티커’를 만들었다. 저온상태의 나노섬유 필름은 빛을 산란시켜 불투명한데 상온에 일정시간 노출될 경우 나노섬유 구조가 붕괴되면서 빛이 투과해 투명해지면서 뒷면의 일반 필름이미지가 나타나도록 해 식품의 상온 노출 여부를 파악할 수 있게 했다. 연구팀은 식료품에 따라 부패시간이 다른 점에 착안해 30분에서 최장 24시간까지 상온 노출 시간에 따라 나노섬유 필름의 투명도도 조절되도록 만들었다. 이를 통해서 상온 노출시간까지 파악할 수 있는 일종의 타이머 기능까지 갖춘 것이다. 기존에도 상온 노출여부를 알려주는 제품이 있지만 특수 화학반응을 이용하고 단단하고 두꺼운 플라스틱 재질로 돼 있어서 다양한 제품에 부착하기 어렵고 제조비용도 수 천원대에 이른다. 그런데 국내 연구팀이 이번에 개발한 제품은 얇고 유연해 가위로 쉽게 잘라서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 제작비용도 개당 10원꼴로 저렴하다는 장점이 있다. 이에 연구팀은 신선 식료품 이외에 고가의 의약품 저온 유통에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.최세진 박사는 “기존 고가 의약품 유통용으로 쓰이는 상온 노출 알림 키트는 파손될 경우 특수잉크가 흘러나오기도 하는데 이번에 개발한 기술은 유통과정에서 손상되더라도 화학물질이 유출되지 않을 뿐만 아니라 기능도 정상적으로 작동한다”고 말했다. 함께 연구한 오동엽 박사도 “이번에 개발한 스티커는 상온 노출 시간을 임의로 느리게 할 수 없고 한 번 상온에 노출되면 다시 냉장, 냉동으로 하더라도 원래 상태로 되돌릴 수 없어 사실상 조작이 불가능하다는 장점이 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매의 원인 단백질의 진행상태를 수치로 확인할 수 있는 치매지수(DQ)를 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단 이영희(성균관대 물리학과 교수) 단장팀은 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질의 섬유화 진행 단계를 측정하는데 성공하고 이를 치매진단의 지표로 사용할 수 있는 방법을 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 표지논문으로 실렸다. 뇌에서도 대사활동을 하면서 노폐물인 베타아밀로이드 단백질을 만들어 내는데 배출이 제대로 되지 않을 경우 뇌신경세포 사이에 쌓이면서 세포를 파괴하는 치매가 발생하게 된다. 치매증상이 나타날 경우 의사 진단으로 인지행동능력을 측정하고 방사성동위원소표지법(PET) 촬영으로 단백질 침착을 확인하는데 문제는 증상이 상당히 진행된 상태에서만 진단이 가능하다는 것이다. 연구팀은 베타아밀로이드 분자가 뇌척수액이나 혈액, 타액 등 다양한 체액에서 검출될 수 있다는 점에 착안했다. 연구팀은 체액 내 베타아밀로이드 분자를 ‘테라헤르츠 근접장 분광법’으로 측정한 결과 정상인의 뇌에서 발견된 베타아밀로이드 분자의 길이는 짧지만 치매에 걸리면 베타아밀로이드 분자가 섬유화돼 길이가 길어진다는 사실을 발견했다. 치매가 심해질수록 섬유화된 분자의 길이는 더 길어진다. 이를 바탕으로 독성을 띄지 않는 짧은 분자 상태로 치매가 없는 상태를 0, 독성을 띄는 긴 분자를 갖고 있어 치매가 심각한 상태는 1로 정하고 섬유화 진행상태에 따라 연속적 수치로 나타내 치매상태를 파악할 수 있도록 했다. 이영희 단장은 “이번 연구는 치매원인 단백질 섬유화를 물리적으로 관찰해 지능지수(IQ)나 감성지수(EQ)처럼 지수형태로 파악할 수 있게 함으로써 치매 조기진단 가능성을 높였다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■산업통상자원부 ◇실장급 승진 △무역투자실장 나승식 ■보건복지부△국립재활원 장애예방운전지원과장 양진한△국립재활원 기획홍보과장 변루나 ■고용노동부 ◇국장급 전보 △공공노사정책관 양성필 △서울지방고용노동청장 정민오 △중부지방고용노동청장 이헌수 ◇국장급 승진 △경제사회노동위원회 파견 양정열 ◇과장급 전보 △고용지원실업급여과장 서명석 △청년고용기획과장 윤영귀 ■금융위원회 ◇서기관 승진△감사담당관실 정현직 ■방송통신위원회 ◇실장급 전보 △사무처장 최성호 ■한국원자력연구원 △부원장 정지영 △안전관리단장 이완로 △품질경영부장 남지희 △방사선안전관리부장 이정일 △원자력환경방재부장 이관엽 △안전방호부장 황인아 △해체복원사업실장 김근호 △원자력환경실장 임종명 △원자력방재실장 김현기 △원자력통제실장 김인철 △연구실안전팀장 박승환 △물리적방호팀장 장수권 △시설팀장 이강우 ■한국연구재단 △나노·반도체단장 김덕기 ■대한주택건설협회 △상근부회장 서명교 △기획상무이사 이송재 △정책관리본부장 김수정 △전략기획본부장(직무대리) 이호상 △감사실장 정동주 △정책관리본부 임대주택부장 금동욱 △인천광역시회 사무처장 정동환 △경기도회 차장 유희봉 ■중앙그룹 ◇중앙일보△인사팀장 정태민△기획운영팀장 겸 마케팅팀장 이학진◇중앙홀딩스△인사팀장 강병철 ◇메가박스△재무팀장 진현화◇중앙일보M&P△B2B솔루션BU장 겸 BS지원팀장 김도희△BS1팀장 한석민△BS2팀장 박주홍 ■MBC플러스 △대표이사 사장 조능희 △부사장 김종규 ■전자신문 ◇부국장 승진△편집국 전국부 정동수△편집부 김태권△광고마케팅국 마케팅1팀 남병길△마케팅2팀 이성제◇부장 승진△편집국 ICT융합부 김인순△사진부 김동욱

국내 연구진이 고무줄처럼 늘어나는 신축성 있는 아코디언 형태의 리튬이온배터리를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 손정곤(사진) 박사팀은 신축성 있는 전극과 전해질을 개발해 쉽게 휘고 고무줄처럼 늘릴 수 있으며 용량도 큰 리튬이온배터리를 만드는데 성공했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS나노’에 실렸다.스마트 밴드 같은 고성능 웨어러블 기기나 몸 속에 삽입하는 이식형 의료전자기기 사용이 늘어나면서 신체의 굴곡이나 인체 장기에 맞게 쉽게 휘어지고 늘어날 수 있는 배터리의 필요성이 늘고 있다. 그렇지만 현재 사용되고 있는 리튬이온배터리는 전극소재가 단단하고 액체 형태의 전해질이 자칫 바깥으로 쉽게 새기 때문에 배터리를 늘리거나 휘어지게 만들기 쉽지 않다.이에 연구팀은 전도성이 높은 원자 두께의 그래핀과 탄소나노튜브를 사용해 신축성 있는 벌집 구조의 아코디언 형태의 배터리를 만들어 고무줄처럼 쉽게 휘고 늘릴 수 있도록 했다. 이번에 개발한 전지는 단순히 신축성만 높이기 위해 고무처럼 에너지 저장이 어려운 소재를 사용한 것이 아니라 배터리의 모든 소재가 에너지를 저장하고 내보낼 수 있도록 만들어졌다. 여기에 액체 전해질을 젤 형태로 바꾸고 젤 전해질이 바깥으로 새지 않도록 한 패키징 소재도 함께 만들었다. 그 결과 배터리 모든 부분이 쉽게 휘어지고 줄일 수 있으며 500번 이상 반복적인 잡아당김에서도 성능을 유지하는 것이 관찰됐다. 손정곤 KIST 박사는 “이번에 개발한 기술은 전극 뿐만 아니라 배터리 전체가 신축성을 갖고 있기 때문에 웨어러블 전자기기나 신체 부착형 의료소자에 손쉽게 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■ 내외경제TV △ 회장 방성식 △ 부회장 안진수 △ 대표이사 김정재 △ 이사 겸 경제1본부장 박한진 △ 이사 겸 경제2본부장 정인성 △ 이사 겸 제3본부장 류호진 △ 해외본부장 이상옥 ■ 한국연구재단 △ 나노·반도체단장 김덕기 ■ 한국원자력연구원 ◇ 부원장 △ 부원장 정지영 ◇ 단장 △ 안전관리단장 이완로 ◇ 부장 △ 품질경영부장 남지희 △ 방사선안전관리부장 이정일 △ 원자력환경방재부장 이관엽 △ 안전방호부장 황인아 ◇ 실·팀장 △ 해체복원사업실장 김근호 △ 원자력환경실장 임종명 △ 원자력방재실장 김현기 △ 원자력통제실장 김인철 △ 연구실안전팀장 박승환 △ 물리적방호팀장 장수권 △ 시설팀장 이강우 ■ 신영증권 ◇ 이사대우 승진 △ DCM부 김민수 △ APEX패밀리오피스부 윤환진 △ 인텔리전스전략실 정재은 △ 자산운용부 김창연 △ 해운대지점 박은실 △ 해운대지점 서영숙 ◇ 부장 승진 △ 구조화금융부 정성훈 △ 미래금융팀 원덕연 △ IT기획팀 서성호 △ FICC파생운용부 송선범 △ 재무관리팀 최인태 △ 파생전략운용부 성시현 ◇ 차장 승진 △ 대치센터 원강연 △ 리스크관리팀 지상배 △ 명동지점 김원일 △ 반포지점 심지혜 △ 산업분석팀 엄경아 △ 신탁운용부 백일순 △ 압구정지점 김종걸 △ 에쿼티파생운용부 오원태 △ ECM부 남승현 △ 인텔리전스전략실 신동규 △ 자산운용부 김명성 △ 자산전략팀 성연주 △ 재무관리팀 윤종수 △ 크레딧마켓부 이동훈 △ PI부 김윤오 ◇ 본부장 보직 △ 리스크관리/기업문화본부 이승환 △ 오퍼레이션본부 김동준 △ 자산배분솔루션본부/패밀리헤리티지본부 김대일 △ 패밀리헤리티지본부 오영표 ◇ 담당 임원 보직 △ 광주지점/대치센터 왕운식 △ 반포지점/압구정지점 허도웅 △ 브랜드전략팀 윤재섭 △ SP세일즈부/에쿼티파생운용부/파생전략운용부 천신영 △ 연금컨설팅부/영업부 임재경 △ 커스터머저니부 권형진 ◇ 부서장 보직 △ 경영지원팀 장기영 △ 기업금융부 김홍섭 △ 디지털결제팀 장영석 △ 리스크심사팀 이동규 △ 명동지점 엄진 △ IT고객지원팀 홍만기 △ IT업무지원팀 정의석 △ SP OM부 강환규 △ FICC파생운용부 조항섭 △ 정보보호팀 오세진 ◇ 부장 전보 △ DCM부 김종덕 △ DCM부 김태우 △ 신탁사업부 조태형 △ 전략투자부 임돌이 △ 파생전략운용부 김성환 ◇ 차장 전보 △ DCM부 석정수 △ DCM부 오창현 △ DCM부 정해주 △ 디지털결제팀 정준식 △ 미래금융팀 이종선 △ 미래금융팀 이준명 △ 자산운용부 신용석

맥박처럼 미세한 움직임도 쉽게 인식하는 센서가 나왔다. 기존 센서보다 민감도가 20배 높으면서 지문의 높낮이까지도 구분해 낼 수 있는 놀라운 기술이다. 나노 소재로 센서를 만들고 양자점 발광소자를 올려 압력 분포를 한눈에 볼 수 있게 한 것이다. 전기가 잘 통하는 고분자로 만들어 두께도 마이크로미터(㎛) 단위로 얇다. 압력을 받으면 접촉된 부분에 전류가 흐르고 전류량도 증가한다. 이 센서에 전류를 흘려 주고 바늘처럼 뾰족한 물질로 살짝 누르면 크기에 따라 빨강, 녹색, 청색으로 빛을 낸다. 투명하고 얇아서 사람 피부나 곡면 유리같이 다양한 기판 위에 올려 활용하는 것도 가능하다. 센서가 가진 초감도, 고해상도 특성 덕분에 물체의 무게, 표면의 모습도 쉽게 인식이 가능하다. 이 때문에 개발한 센서 위에 손가락 끝을 올리면 바로 입체적으로 지문 모양을 본떠 지문의 굴곡 모양을 표시할 수 있다. 물체 표면 질감까지 표현이 가능해 새로운 정보보안 시장에도 적용할 수 있을 것으로 보인다. 로봇 피부에 이 센서를 부착하게 되면 로봇이 물체를 만질 때 느끼는 거칠기, 매끄러운 정도, 냉온 여부까지 알 수 있다. 보안 시스템, 웨어러블 헬스케어, 촉감까지 느끼는 로봇, 투명 디스플레이용 발광 터치패널, 의족, 의수, 전자제품 등에 다양하게 활용할 수 있다. 미세한 표면 정보를 읽어 보여 주는 디스플레이 개발로 터치감, 촉감, 압력을 실시간으로 보는 세상이 올 것으로 기대된다.